PNAS：揭示神经递质章鱼胺在机体神经变性过程中扮演的关键角色

章鱼胺(octopamine,OA)是一种主要参与战斗或逃跑反应的无脊椎动物机体的神经递质，在哺乳动物中，章鱼胺的功能会被肾上腺素（epinephrine）所替代，尽管如此，其仍然会以微量水平存在，且能通过一种尚未确定的机制来调节单胺神经递质的释放。近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Octopamine metabolically reprograms astrocytes to confer neuroprotection against α-synuclein”的研究报告中，来自美国西北大学等机构的科学家们通过研究揭示了章鱼胺与哺乳动物大脑中的其它细胞相互交流从而预防细胞死亡的分子机制。

尽管哺乳动物的大脑中仍然存在微量的章鱼胺，但其功能会被肾上腺素所取代，长期以来研究人员认为章鱼胺是哺乳动物进化过程中的遗留物，然而研究人员对于章鱼胺在人类大脑中所扮演的关键角色并不了解。这项研究中，研究人员首先着手理解在神经退行性疾病发生过程中，星形胶质细胞是如何促进机体大脑功能异常的，星形胶质细胞组成了人类中枢神经系统中大多数的细胞，在来自小鼠大脑皮层的星形胶质细胞培养物中，科学家们发现，引入一定水平的章鱼胺或许会促进星形胶质细胞产生乳酸从而促进细胞的生存。研究者Gabriela Caraveo Piso说道，本文研究发现非常重要，因为我们发现了微量的章鱼胺在哺乳动物大脑中运作的方式。我们可以将其想象为一种SOS信号，处于压力状态的神经元会向星形胶质细胞发送这一信号来输送能量以及乳酸，在适当的水平下，章鱼胺还能促进星形胶质细胞读取这种求救信号并开始制造能量，从而保护细胞并不会因为缺少ATP而死亡，如果存在过多的章鱼胺，其就有点像烟雾一样阻碍SOS的方式，且并不能被星形胶质细胞所读取。

揭示神经递质章鱼胺在机体神经变性过程中扮演的关键角色。

图片来源：Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2217396120

这些研究发现或能为未来治疗阿尔兹海默病、帕金森疾病和双相障碍提供相应的信息，这些疾病都与大脑中章鱼胺的水平失调有关。长期以来，乳酸被认为是机体的一种废物，但实际上并不是这样，其是一种非常重要的燃料，神经元需要将其转化为更高形式的能量，研究人员认为，这一点非常重要，因为其会影响到章鱼胺水平被改变的其它疾病，包括阿尔兹海默病和精神性障碍等。研究人员希望能更好地理解章鱼胺是如何在机体健康大脑中发挥作用的。

目前研究人员想知道的是，这是否会在疾病样的状况下发生？或者章鱼胺是否会在诸如学习和记忆等生理状况下发挥作用，而且在这些状况下神经元也会经历高能量的需求；考虑到章鱼胺能利用星形胶质细胞中的乳酸代谢，因此研究人员非常感兴趣理解在记忆和学习以及机体衰老的情况下大脑中乳酸代谢所扮演的关键角色。综上，本文研究结果揭示了章鱼胺或许能作为星形胶质细胞代谢的重要调节子，以及其所有的神经保护效应，这对于α-突触核蛋白病具有一定的影响和意义。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Andrew Shum,Sofia Zaichick,Gregory S. McElroy, et al. Octopamine metabolically reprograms astrocytes to confer neuroprotection against α-synuclein, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2217396120